Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 2: Giới thiệu Phần mềm của PC

Nội dung text: Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 2: Giới thiệu Phần mềm của PC

1. Chương 2 Giới thiệu Phần mềm của PC
2. Nội dung chính của chương ▪ Phần mềm và Phần cứng tương tác với nhau như thế nào? ▪ Tài nguyên hệ thống là gì? Vai trò của nó? ▪ Quan hệ giữa OS với BIOS, các trình điều khiển thiết bị, các chương trình ứng dụng ▪ OS chạy các chương trình ứng dụng như thế nào?
3. Quan hệ giữa Phần cứng và Phần mềm
4. Phần mềm? ▪ Trí tuệ của máy tính ▪ Có nhiều kiểu phần mềm ▪ Xác định các thành phần phần cứng hiện có ▪ Xác định cấu hình để sử dụng phần cứng ▪ Dùng phần cứng để thực hiện công việc
5. Operating System (OS): Hệ điều hành ▪ Điều khiển tất cả phần cứng của máy tính ▪ Cung cấp một giao diện giữa phần cứng và người sử dụng ▪ Hiện có rất nhiều hệ điều hành dành cho PC cho phép chúng ta lựa chọn ▪ Các hệ điều hành hiện đại phát triển theo hướng sử dụng các giao diện đồ hoạ
6. Các chức năng cụ thể của OS ▪ Sử dụng BIOS ▪ Quản lý bộ nhớ chính và phụ ▪ Trợ giúp chẩn đoán các trục trặc về phần cứng và phần mềm ▪ Giao tiếp giữa phần cứng và phần mềm ứng dụng ▪ Thực hiện các công việc của người sử dụng yêu cầu
7. Các hệ điều hành phổ biến ▪ DOS ▪ Unix ▪ Windows 9x ▪ Linux ▪ Windows NT, ▪ OS/2 Windows 2000, và ▪ Mac OS Windows XP
8. Các kiểu phần mềm của PC ▪ BIOS và các trình điều khiển thiết bị ▪ Hệ điều hành (OS) ▪ Phần mềm ứng dụng
9. Mối liên hệ của các kiểu phần mềm của PC với phần cứng
10. Tài nguyên hệ thống: 4 thứ
11. Bus hệ thống
12. Khe cắm ISA 8-Bit và 16-Bit ▪ 8-bit ISA • Bus cũ có mặt ở các PC trước đây (1980s) • Có 8 đường dành cho dữ liệu ▪ 16-bit ISA • Cung cấp thêm địa chỉ bộ nhớ, kênh DMA và kênh IRQ
13. 8-Bit ISA Bus
14. 16-Bit ISA Bus
15. Yêu cầu ngắt (IRQ) ▪ Đây là các đường dẫn tín hiệu trên bus mà các thiết bị dùng để báo hiệu cho CPU khi có yêu cầu được phục vụ ▪ Một ví dụ về việc chiếm dụng trước tài nguyên hệ thống là các yêu cầu ngắt dành cho COM và LPT
16. Các yêu cầu ngắt IRQ trên 8-bit ISA bus
17. Các yêu cầu ngắt IRQ trên 16-bit ISA bus
18. Các IRQ được cấp phát như thế nào?
19. Xem tài nguyên hệ thống được cấp phát
20. Địa chỉ bộ nhớ ▪ Các con số được gán cho các vị trí nhớ ▪ Thường được viết ở dạng hexa gồm segment:offset ▪ Ví dụ: C800:5000 f000:fff5
21. Địa chỉ bộ nhớ
22. CPU truy cập bộ nhớ dùng địa chỉ bộ nhớ như thế nào?
23. Phân chia bộ nhớ dưới DOS
24. Việc cấp phát địa chỉ bộ nhớ
25. Tạo bóng ROM ▪ Quá trình copy các chương trình từ ROM vào RAM để thực hiện ▪ Mục đích: Tăng tốc độ xử lý
26. Địa chỉ I/O ▪ Các con số CPU dùng để truy cập các thiết bị ▪ Thường được gọi là Địa chỉ cổng hoặc đơn giản là Cổng
27. Địa chỉ I/O
28. IRQ và Địa chỉ I/O của một số thiết bị continued
29. IRQ và Địa chỉ I/O của một số thiết bị (tt)
30. Các kênh DMA ▪ Cung cấp phương tiện để cho các thiết bị gửi dữ liệu đến bộ nhớ mà không phải qua CPU
31. OS quan hệ với phần mềm khác như thế nào? ▪ Tất cả các tương tác giữa phần cứng và phần mềm đều qua CPU ▪ CPU hoạt động ở 2 mode: • 16-bit (real mode): Mode thực • 32-bit (protected mode): Mode bảo vệ ▪ OS phải sử dụng cùng mode với CPU
32. Real (16-Bit) and Protected (32-Bit) Operating Modes ▪ Real mode • Đơn nhiệm • Đường dẫn dữ liệu16-bit; 1M địa chỉ bộ nhớ ▪ Protected mode • Đa nhiệm • Đường dẫn dữ liệu 32-bit; ít nhất 4G địa chỉ bộ nhớ • OS quản lý việc truy cập RAM và không cho phép các chương trình khác truy cập trực tiếp RAM
33. Real Mode
34. Protected Mode
35. So sánh Real Mode và Protected Mode à
36. OS sử dụng các mode Real và Protected như thế nào? ▪ OS phải đồng bộ với CPU ▪ Các ứng dụng phải được biên dịch để chạy được ở cả hai mode ▪ Các phần mềm cũ trên Windows 3.x sử dụng các mode lai giữa 2 mode trên
37. Các kiểu phần mềm ứng dụng trên PC ▪ 16-bit DOS software • Được thiết kế để chạy trong mode thực vì chỉ có một chương trình chạy và truy cập trực tiếp bộ nhớ ▪ 16-bit Windows software • Được thiết kế cho Windows 3.x để chạy cùng lúc với một số chương trình khác ▪ 32-bit Windows software • Được thiết kế để chạy trong mode bảo vệ với các phần mềm khác và có thể được nạp vào bộ nhớ mở rộng
38. BIOS hệ thống ▪ Các chương trình truy cập trực tiếp các thiết bị phần cứng đơn giản (như bàn phím và ổ đĩa mềm) ▪ Có thể được dùng để truy cập đĩa cứng ▪ Được lưu trữ trong ROM ▪ Chương trình setup của BIOS hệ thống dùng để khai báo và định cấu hình làm làm việc cho các thiết bị phần cứng
39. Setup của BIOS hệ thống
40. Setup của BIOS hệ thống
41. Các trình điều khiển thiết bị ▪ Thường được lưu trên đĩa cứng ▪ Thường được viết cho một OS cụ thể
42. Các trình điều khiển thiết bị (Device Drivers) từ đâu đến?
43. Các trình điều khiển thiết bị (Device Drivers) từ đâu đến?
44. Các trình điều khiển của Windows 9x
45. Các trình điều khiển trong Windows 2000 ▪ Chỉ dùng các trình điều khiển 32-bit
46. OS chạy các ứng dụng như thế nào? ▪ Các ứng dụng cần phải dựa vào OS để: • Truy cập phần cứng • Quản lý dữ liệu của nó trong bộ nhớ chính và bộ nhớ phụ • Thực hiện nhiều công việc cơ bản khác
47. Nạp ứng dụng dùng Desktop của Windows ▪ Từ menu Start ▪ Shortcut icon trên desktop ▪ Hộp thoại Run ▪ Windows Explorer hoặc My Computer
48. Sử dụng Shortcut Icon
49. Sử dụng hộp thoại Run để chạy phần mềm ứng dụng
50. Tóm tắt chương ▪ 4 loại tài nguyên hệ thống: IRQ, địa chỉ bộ nhớ, địa chỉ I/O, DMA ▪ Các thiết bị phần cứng cần phải được cấp phát tài nguyên hệ thống để hoạt động ▪ Các kiểu phần mềm trong PC: BIOS và các trình điều khiển thiết bị; OS; Các phần mềm ứng dụng ▪ Mối quan hệ phân lớp giữa các kiểu phần mềm với phần cứng